Поразительный эффект: как ученые объединили четыре разных типа пламени
Синий водоворот огня состоит из четырех разных типов пламени. «Это поразительно сложно», — говорит инженер Элейн Оран из Техасского университета A&M.
Необычная огненная воронка образовалась, когда ученые зажгли жидкое топливо, плавающее на поверхности воды. Эксперимент проводился в камере, спроектированной таким образом, чтобы потоки воздуха создавали в ней вихри.
Вдруг вспыхнул огненный смерч, который затем превратился во вращающееся голубое пламя высотой несколько сантиметров. Оттенок огня указывал на то, что топливо сгорает без образования сажи. Следовательно подобное пламя может быть полезно при очистке разливов нефти или для более экологически чистого производства электроэнергии.
Пламя делится на два основных класса: предварительно смешанное и диффузионное. В диффузионном пламени топливо и окислитель (обычно, кислород) изначально разделены, что ограничивает скорость горения. В предварительно смешанном пламени топливо и окислитель находятся вместе. Предварительно смешанное пламя бывает трех разных видов: с избытком или недостатком топлива, что называется обогащенной или обедненной смесью, а также стехиометрическое пламя — с оптимальным количеством топлива и окислителя, гарантирующее полное сгорание смеси.
Компьютерное моделирование позволило Орану и его коллегам определить структуру синего вихря огня. Его коническая основа — это пламя с богатой смесью, увенчанное диффузионным пламенем. Наверху видно слабое предварительно смешанное пламя. В месте встречи двух видов пламени, в центре, образуется стехиометрическое пламя — это ярко-синее кольцо.
Знание структуры пламени может позволить исследователям выяснить, как сделать синий вихрь больше без опасной стадии надува.